[发明专利]可移式多波段多参数多普勒气象雷达探测系统及探测方法

说明书

本发明公开了一种可移式多波段多参数多普勒气象雷达探测系统，主要解决现有分离式多部雷达独自运行，没有集成为一个能够进行同步、协同和自适应观测的平台的问题。该系统包括方舱系统及与方舱系统通信连接的天馈控制总成；所述天馈控制总成包括升降平台、旋转平台、俯仰平台、Ka/X波段发射天馈单元、Ka/X波段接收天馈单元及W波段天线体。本发明的气象雷达探测系统具有不同波长实时获取同一气象目标的多种宏微观物理参数能力，并同时拥有对非降水云、弱降水云、层状云降水、对流（雷暴）降水等多种天气现象的全天候、全天空、高时空分辨率、多参数连续观测功能。因此，适于推广应用。

技术领域

本发明涉及气象雷达探测技术领域，具体地说，是涉及一种可移式多波段多参数多普勒气象雷达探测系统及探测方法。

背景技术

云和降水是全球水和能量循环中的主要环节，对天气和气候变化过程均有重要的影响；云的分布与演变过程的粗糙描述是天气与气候数值模式模拟中最不确定的因素。更为精细地观测云和降水的结构与演变，对于云与降水物理研究、雷暴和暴雨发生机制研究、云-辐射和气溶胶-云-降水相互作用研究、人工影响天气作业区优化选取、卫星定量遥感以及数值预报模式的开发验证等均有重要的意义。

多参数微波雷达是探测降水与云三维结构及多种参数的有效手段。美国近十年最大的大气科学项目大气辐射测量计划（ARM）中，除了使用S/X波段天气雷达资料外，还应用扫描式Ka波段和非扫描式W波段多普勒云雷达，获得了大量的数据和研究结果，并应用于多个方向的研究。国内外一些著名大气科学或气象研究机构，多年来也致力于建立与应用多波段云和降水雷达系统开展一些基础和基础应用研究。多波长多参数雷达的研制有助于我们对云和降水进行系统性的研究。多波长雷达的多参数探测能力非常适合研究冬季层云复杂的微物理特性和夏季雷暴的演变过程。粒子对于多波长雷达各个波长吸收和散射的差异，提供了相对于单波长雷达多波长雷达提供的反射率和多普勒数据可以测量粒子的大小、相态以及冰水含量等独特的信息。

目前国际上该类综合探测设备相对较少，国内外已拥有不同波段的微波天气和云雷达，如用于监测和预警天气过程的S、C、X频段的天气雷达和主要用于监测非降水云的Ka和W频段毫米波雷达。但由于是逐步添加式研发部署的不同频段的雷达系统都是单频段或者双频段的雷达系统，这些分离式多部雷达都独自运行，没有集成为一个能够进行同步、协同和自适应观测的平台，为了弥补单传感器探测的不足，促进相关综合装备的发展，满足气象研究机构以及业务部门对高质量多参数雷达系统的需求，满足探测各类云和降水的综合能力与时空分辨率有关深入研究的需要。另外，现有设备大部分为固定站结构，无法满足不同外场流动观测需求。因此，发明一种可移式多波段多参数多普勒气象雷达探测系统，用于实现对非降水、弱降水云、层状云降水、对流（雷暴）降水、雾及霾等多种天气现象的全天候、全天空、高时空分辨率、多参数连续观测。通过获取云及降水等气象目标的宏微观物理参数的时空分布，促进中小尺度天气系统、雷暴闪电和相关模式等研究的深入开展，为局地暴雨、冰雹、龙卷和下击暴流等强烈天气的监测跟踪与短临预报提供帮助。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可移式多波段多参数多普勒气象雷达探测系统及探测方法，主要解决现有分离式多部雷达独自运行，没有集成为一个能够进行同步、协同和自适应观测的平台的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可移式多波段多参数多普勒气象雷达探测系统，包括方舱系统及与方舱系统通信连接的天馈控制总成；所述天馈控制总成包括升降平台，设置于升降平台上的旋转平台，固定于旋转平台上的俯仰平台，通过回转支承与俯仰平台的俯仰轴的右侧连接的Ka/X波段发射天馈单元，通过回转支承与俯仰平台的俯仰轴的左侧连接的Ka/X波段接收天馈单元，通过过渡件与俯仰平台的俯仰轴连接的W波段天线体，以及与Ka/X波段发射天馈单元、Ka/X波段接收天馈单元、W波段天线体相连的信号处理机。

进一步地，在本发明中，所述Ka/X波段发射天馈单元包括Ka/X波段发射天线及安装于Ka/X波段发射天线背面的框架上的 Ka/X波段发射单元。